Что такое шайба и гайка

Ша́йба (от нем. Scheibe ) — крепёжное изделие. Шайба может подкладываться под гайку или головку другого крепежного изделия (болта, винта, шурупа, самореза), под шплинт и т.п. для создания большей площади опорной поверхности, предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали. Также увеличение площади прижима позволяет применить большее усилие затяжки, предохраняет поверхность скрепляемых деталей (конструкций) от повреждений, увеличивает степень уплотнения соединения с прокладкой. Некоторые виды шайб (колец), в т.ч. шайба упорная быстросъемная, шайба стопорная Starlock, кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентрические ГОСТ 13942, кольца пружинные упорные плоские внутренние концентрические ГОСТ 13941, служат самостоятельными крепёжными элементами, фиксируясь в канавках, расположенных на стержнях (валах, осях) или в отверстиях конструктивных элементов.

Помимо типовых, существует также множество специальных шайб, изготавливаемых машиностроительными и иными предприятиями для специфического применения. Их функции могут отличаться от крепёжных. Например, дистанционные шайбы служат для изменения расстояния между конструктивными элементами, расположенными на одном валу (оси) или в одном отверстии.

Содержание

Виды шайб [ править | править код ]

  • Шайба плоская нормальная ГОСТ 11371 / DIN 125
  • Шайба плоская увеличенная ГОСТ 6958 / DIN 9021
  • Шайба плоская уменьшенная ГОСТ 10450 / DIN 433
  • Шайба пружинная (гровер) ГОСТ 6402 / DIN 127
  • Шайба стопорная с лапками ГОСТ 13463 / DIN 463
  • Шайба упорная быстросъемная ГОСТ 11648 / DIN 6799
  • Шайба зубчатая ГОСТ 10463 / DIN 6798 (форма A, J, V)
  • Шайба косая ГОСТ 10906 / DIN 434
  • Шайба многолапчатая ГОСТ 11872 / DIN 5406
  • Шайба тарельчатая DIN 6796
  • Шайба круглая
  • Шайба коническая

Пружинная шайба [ править | править код ]

Пружинная шайба (шайба Гровера, гровер) — разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях. Служит для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений за счет упругой деформации шайбы под нагрузкой.

Согласно ГОСТ 6402, шайбы могут изготавливаться четырёх типов (лёгкие, нормальные, тяжёлые, особо тяжёлые). Отличие типов состоит в размерах поперечного сечения шайбы и величине силы, необходимой для её упругой деформации. Шайбы могут изготавливаться из пружинной стали марок 65Г, 70, 30Х13. Возможно изготовление из бронзы (марки БрКМц 3-1 ГОСТ 18175-78) или других цветных сплавов. Твердость стальных шайб должна быть 40—48 HRC, бронзовых — не менее 90 HRB.

Обиходные названия шайбы — «шайба Гровера», «гровер», происходят от фамилии Джона Гровера [en] (1836—1892) — английского инженера, который изобрел этот тип шайб [1] . Согласно ГОСТ 27017 термин «шайба Гровера» является недопустимым синонимом термина «пружинная шайба» и не должен применяться во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.

Стандарты пружинных шайб:

  • ГОСТ 6402-70* — Шайбы пружинные. Технические условия;
  • DIN 127 B — Stainless lock washer with smooth ends (пружинная шайба с притуплёнными кромками);
  • DIN 127 A — Stainless lock washer with tang end (пружинная шайба с острыми кромками);
  • DIN 128 A — Curved spring lock washers (пружинная шайба выпуклая);
  • DIN 128 B — Wave spring lock washers (пружинная шайба волнистая);
  • DIN 7980 — High collar spring lock washers, spring steel for socket head cap screws (шайба пружинная для винтов с цилиндрической головкой).

Типовые размеры пружинных шайб согласно ГОСТ 6402-70:

  • Условный диаметр крепежной детали – от 4 мм до 48 мм;
  • Толщина – от 1 мм до 10 мм;
  • Диаметр шайбы – от 4.1 мм до 48.5 мм.
Читайте также:  Мини ленточная пилорама своими руками видео

При маркировке шайбы указывают диаметр и тип шайбы, а также марку стали [2] .

Плоская шайба [ править | править код ]

Плоская шайба применяется в случае недостаточности площади контакта прилегающей поверхности головки болта (или гайки) с поверхностью детали либо при опасности повреждения материала детали. Применение шайб возможно также при опасности провала головки болта или элементов механической фиксации резьбового соединения (таких как шайба, пружинная шайба или корончатая шайба) в отверстие в детали. В остальных случаях применение плоских шайб считается нецелесообразным.

Шайба упорная быстросъемная [ править | править код ]

Шайба упорная быстросъемная ГОСТ 11648 / DIN 6799 имеет вид незамкнутого кольца.

Несмотря на то, что в последнее время появилось много крепежных устройств различных конструкций в виде широкого ассортимента саморезов, шурупов в комбинации с пластмассовыми дюбелями (пробками) и без них, традиционные болты и гайки по-прежнему находят самое широкое применение в крепеже.
Болты и гайки используются как крепеж и в машиностроении, и в строительстве, и в мебельных конструкциях, и просто в быту. Особенно незаменимы болты в тех случаях, когда крепежный элемент по диаметру должен быть более 10мм.
Болты и гайки относятся к элементам резьбовых соединений. В России для резьбовых соединений принята метрическая цилиндрическая резьба. Её профиль определяется ГОСТом 9150-91, диаметры и шаг резьбы определяются ГОСТом 8724-81. Профиль метрической резьбы и соотношения размеров резьбы болта и гайки представлены на рис. 1.

Рисунок 1. Профиль метрической резьбы.
Р — шаг резьбы, Н — высота витка резьбы, D — диаметр резьбы болта, D1 — внутренний диаметр резьбы гайки.

В качестве материала для изготовления болтов и гаек чаще всего выбирают сталь марки Ст- 35. Это обеспечивает достаточную прочность болтов на разрыв и срез, а также стойкость резьбы против смятия и срезания при больших усилиях затяжек.
Необходимо заметить, что инструменты, предназначенные для затягивания болтов и гаек, изготавливаются такими, чтобы с их помощью не могло случиться разрушение крепежных деталей, как то: сварачивание резьбы или разрыв болтов. Для этого ручка ключа изготавливается длиной, равной 15- 20 диаметров затягиваемого болта. Ключ с более длинной ручкой при затягивании может разрушить болт.
В случае изготовления болтов и гаек из более мягких сталей, чем сталь Ст- 35, легко будут срезаться или сминаться не только витки резьбы, но и грани головки болта при многократном заворачивании его ключом.
Более твердый материал для болтов, чем сталь Ст- 35, делает крепеж хрупким, что также плохо для этих изделий.
Стандартные диаметры болтов наиболее ходовых размеров представлены в таблице 1. Конструкция болтов бывает также разной.
См. рис. 2.

а) Болт с шестигранной головкой и полной резьбой

Рисунок 2. Конструкции болтов

С полной нарезкой резьбы стержня и с неполной, со стандартной шестигранной головкой под ключ и с увеличенной. Изготавливаются болты и с полукруглой гладкой головкой, при этом снизу головки выполняется четырёхгранная, блокирующая от проворачивания часть болта. Болты небольшого диаметра изготавливают с головкой со шлицами под крестовую отвёртку или плоскую.
Изготавливают болты и со специальными головками, например, впотай и с цилиндрическими головками под внутренний шестигранный ключ и под ключ звездочку.
Готовые болты могут быть без антикоррозийного покрытия (чёрные) и с покрытием. Защитное покрытие выполняется оксидированием, фосфатированием или цинкованием. Для придания болтам и гайкам более эстетичного вида их также никелируют или хромируют.
На практике важно бывает знать, какое усилие способен выдержать болт на разрыв в зависимости от его диаметра. Такие данные представлены в таблице 1.

При изготовлении стопорных пружинных шайб производители дополняют конструкции деталей несложными элементами, но в результате получается изделие, способное создать сопротивление, в месте крепежа, при ослаблении. К тому же такие шайбы удерживают крепёжные элементы резьбы, в период использования деталей, и предотвращают их развинчивание из мест крепления.

Читайте также:  Сварочный стол своими руками чертежи фото

Какие функции выполняет стопорная шайба?

Шайба, создающая стопорящее крепление, представляет собой изделие, состоящее из зубьев, насечек и лапок. Детали различаются по своей форме и имеют четыре вида: выгнутый, гроверный (у пружинных шайб Гровера), волнистый или тарельчатый. В качестве материала для изготовления берётся пружинная сталь со специальными характеристиками.

Если сравнивать обычную и стопорную шайбу, то вторая обеспечит большую площадь соприкосновения с поверхностью резьбы и за счёт этого сведёт раскручивание к нулю. На самом деле, каждая шайба, которая не является плоской, может считаться стопорной. Применяются детали в очень широком кругу всевозможных соединений.

В каких случаях применение этих шайб будет действительно уместным?

Стопорные шайбы применяются в тех случаях, когда изделие или конструкция в эксплуатационный период подвергается воздействию вибрации или большой внешней нагрузке. Такое воздействие может послужить причиной ослабления крепежа и его раскручивания в дальнейшем. Как раз такого результата не допускает шайба со стопорными функциями. Также шайбы могут применяться для более надёжного крепления и придания большей прочности всей конструкции.

Получается, что такие шайбы применяются в любых крепёжных работах с резьбовыми деталями. Конечно, если это позволяет сделать сама конструкция прибора или изделия.

Пружинная шайба гровера: преимущества

Классификация стопорных изделий.

Все детали этого вида можно объединить в несколько групп:

  • Гроверная. Изделие этой группы очень часто называется пружинной шайбой Гровера. Детали сделаны из пружинной стали и имеют надрез специфической формы.
  • Зубчатая. Шайбы снабжены зубцами, которые располагаются с внешней или внутренней стороны, или с обеих сторон сразу. По форме дополнительные детали могут напоминать конус или быть плоскими. У этих шайб выделяется три типа: V, J, A.
  • Тарельчатая. В эту группу входят все шайбы с конусной поверхностью.
  • Группа изделий, у которых есть лапки и выступы.
  • В один вид объединяют детали, на которых есть рифление или насечка.
  • Группа стопорных колец.
  • Упорная.

Самыми распространёнными являются пружинные шайбы Гровера. Благодаря тому, что изделия оснащены надрезом, их концы располагаются на разных уровнях плоскости. Из-за этой особенности конструкции, детали надёжно защищают место крепления от постепенного ослабления и раскручивания. Шайбы обладают упругой деформацией, которая помогает справиться с нагрузкой в месте крепления.

Все детали выполняются из пружинной стали и проходят дополнительную термообработку. В большинстве случаев используются в работах по машиностроению и выступают в роли контрящей шайбы соединения в процессе конструирования приборов.

В соответствии со стандартом, принятым государством у шайбы либо имеется покрытие, либо нет. Все параметры покрытия готовой продукции предоставляются в нормативно-техническом документе, который включает в себя: вид покрытия, условное обозначение и толщину.

Пружинные шайбы гровера с квадратным поперечным сечением можно сгруппировать в 4 вида, каждый из которых имеет свою маркировку:

  1. Н – нормальные;
  2. Л – лёгкие;
  3. Т – тяжёлые;
  4. ОТ – очень тяжёлые.

В зависимости от требований, которые должны выполнять шайбы этого вида, они покрываются слоем цинка или проходят термодиффузионный способ нанесения покрытия, которое имеет защитные функции специального характера.

К деталям могут быть выставлены следующие требования: чтобы изделия соответствовали нормам пружинности, все шайбы должны быть изготовлены из проволоки, которая будет соответствовать требованиям ГОСТа или иным документам нормативно-технического направления. В качестве основного материала должна выбираться высококачественная сталь, с маркировкой 65Г, 3Х13 или 70. Также допускается использование бронзы БрКМц3-1 и различных сплавов из цветных металлов. Свои нормативы есть и для массы крепёжных деталей и для расчётной силы упругости. Почти всегда все необходимые параметры указаны в прилагающихся документах.

Читайте также:  Как расположить точечные светильники в ванной

Какие требования должны соблюдаться при создании стопорных шайб?

Если придерживаться ГОСТа, то твёрдость всех изделий этого вида должна составлять от 41,5 HRB до 49,5. Если детали изготовлены из бронзового материала, то показатели твёрдости должны возрасти в два раза и быть минимум 90 HRB. Если в производстве крепёжных элементов была использована 70-я марка стали, то показатель прочности может быть немного увеличен.

Кромка, в том месте, где находится срез, в обязательном порядке должна быть заострена. Вся поверхность изделия должна быть идеально ровной, на ней не должно быть никаких микротрещин и признаков коррозии. Также обязательно проверяется, нет ли на поверхности окалин или заусениц. В то месте где располагается срез, допустимы небольшие огрехи, только лишь потому, что это место никак не повлияет на качество функциональности шайбы. Но есть условие, что недочёты не делают саму деталь размером, который превышает норматив. Срезы на концах шайбы должны быть плоскими. Толщина изделия вымеряется по наивысшей точке высоты детали.

В том случае если на изделия нанесение металлического покрытия выполняется катодным восстановлением, они обязательно должны пройти обеззараживание. Детали проверяются на качество таким образом: готовая шайба трижды подвергается сжатию до абсолютно плоского состояния и находится в таком положении 24 часа. Затем вымеряется высота от одного разведённого конца до другого. Она должна быть не больше 1/6 от самой толщины изделия. На поверхности детали ни в коем случае не должно появиться никаких трещин и уж тем более она не должна сломаться, когда её концы загнуты под углом в 45 градусов.

Каждая готовая партия продукции перед поступлением в продажу проходит проверку внешних показателей. Для этого отбирается произвольное количество деталей и проверяется их размер, вязкость, твёрдость пружинистость, а также проверяется покрытие на уровень качества. Для этого они тщательно рассматриваются через лупу с трёхкратным увеличением.

Для проверки параметров используется штангенциркуль или инструмент для измерения, который установлен ГОСТом. Твёрдость шайб определяется теми же критериями. Для того чтобы проверить показатели вязкости один из концов шайбы зажимается в тиски, а другой, с помощью разводного ключа, загибается для увеличения размера зазора, расположенного между концами. Для того чтобы проверка считалась пройденной, измеряется расстояние между губами тисков и ключом, если оно составляет половину диаметра шайбы, то деталь может использоваться в работах.

Определить пружинистость помогает сжатие её до плоского состояния, эта процедура проделывается три раза. Также этот показатель может определяться другим способом: на болт, длинного размера, надевается около 10–15 шайб, а сверху на них накручивается гайка, прижимая изделия, друг к другу. В таком положении они должны находиться сутки, после этого проверяется насколько плотно зафиксированы детали.

Технология снятия шайбы со стопорными функциями

Если необходимо прочно закрепить соединение резьбы, то следует положить стопорное изделие между поверхностью и головкой крепёжного изделия. Когда происходит зажатие шайбы, она начинает пружинить и пытаться выпрямиться, эта особенность стопорных деталей создаёт препятствие перед произвольным раскручиванием. Даже самая обычная шайба подкладывается с такими же целями, но эффект получается не настолько хорошим. Потому что при использовании изделий со стопорной способностью увеличивается сила трения, которая и защищает крепление.

Именно эта особенность может стать проблемой, если понадобиться раскрутить крепёж. Первым делом следует определить массу изделия, которое держится на шайбе. Более тяжёлые конструкции сильнее удерживают ось и поэтому есть большая вероятность использования молотка и зубила. Если нагрузка минимальная, то необходимо, лишь слегка отодвинуть шайбу и скорее пытаться раскрутить крепление, пока не вернулось усилие.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector